Vollautomatischer Primerauftrag, Montage und Umspritzung von PKW-Seitenscheiben

Mit einer Roboter-Anlage werden KFZ-Seitenscheiben-Paare vollautomatisch geprimert, mit Einlegeteilen montiert und umspritzt. Sieben Knickarmroboter unterschiedlicher Baugröße übernehmen dabei die unterschiedlichen Bewegungs-, Handhabungs- und Montageaufgaben. Das Gesamtsystem ist extrem kompakt in modularer Zellenbauweise aufgebaut. Die Temperaturaktivierung des Primers erfolgt in einem Durchlaufofen. Die Anlage ist für unterschiedliche Scheibenvarianten umrüstbar, innerhalb der Bauteilvarianten können verschiedene Glasvarianten verarbeitet werden.

Die Gesamtanlage ist aufgeteilt in drei Module: die Primerzelle, die Montage und Einlegezelle vor der Spritzgießmaschine sowie als Bindeglied zwischen beiden Modulen der Durchlaufofen.

In der Primerzelle werden, von zwei Roboterpaaren im Synchronbetrieb, jeweils zwei Scheiben parallel mit der Primerspur versehen. Dabei führt ein Roboter die Scheibe (Handhabungsroboter) und der zweite Roboter den Primerauftragskopf (Primerroboter). Durch die Synchromotionfunktion können Scheibe und Auftragskopf während des Auftrages ohne Unterbrechung umorientiert werden, während weiter die Bahn auf dem Werkstück abgefahren wird. Damit wird gewährleistet, dass Glas und Auftragskopf immer optimal zueinander positioniert sind. Primer wird dabei sowohl auf beiden Flächen sowie der Kante der Scheibe aufgetragen, überall dort, wo später der umspritzte Kunststoff am Bauteil haften soll. Zu den Primerroboterpaaren gehört eine speziell entwickelte und angepasste Dosiertechnik sowie entsprechende Einrichtungen zur Wartung des Primerkopfes.

Bereitgestellt werden die Scheiben in speziellen Rohteilwagen. Diese können außerhalb der Anlage vorbereitet und bestückt werden, anschließend werden sie in entsprechende Magazine eingeschoben. Leere Wagen können durch gefüllte Wagen im laufenden Betrieb ersetzt werden. Aus den Wagen entnehmen die Handhabungsroboter die Scheiben, richten sie in einer Ausrichtstation anhand der Bezugspunkte aus und stellen sie den Primerrobotern zum Auftrag zur Verfügung. Nach dem Primerauftrag legen die Handhabungsroboter die Scheiben im Einlaufbereich des Durchlaufofens ab.

Anfahrteile können über eine entsprechende Ausgabeschublade ausgegeben werden.

Alle werkstückberührenden Teile sind wechselbar ausgeführt und können damit, im Rahmen der geometrischen Grenzen der Anlage, gegen andere werkstückspezifische Wechselteile ausgetauscht und damit die Anlage umgerüstet werden. Um Rüstfehler zu vermeiden, werden die Wechselkomponenten über  entsprechende RFID-Codierungen abgefragt. Das Automatikprogramm kann nur gestartet werden, wenn die passenden Wechselteile gerüstet sind.

Im Durchlaufofen sind unterschiedliche Temperaturkennlinien einstellbar, je nach verwendetem Primer und erforderlicher Aktivierungstemperatur und Zeit. Sollte dies nicht erforderlich sein, kann der Ofen auch durch eine Übergabestation mit Puffer zum Trocknen des Primers ersetzt werden.

In der Montage- und Einlegezelle vor der Spritzgießmaschine werden alle Einlegeteile vereinzelt und vorpositioniert und zusammen mit den geprimerten und warmen Scheiben positionsgenau in das Werkzeug der Spritzgießmaschine eingelegt. Die fertig montierten und umspritzten PKW-Seitenscheiben werden paarweise über ein Förderbandsystem ausgegeben, wo sie vom Bedienpersonal entnommen und weiterverarbeitet werden können.

Bei den Einlegeteilen handelt es sich um unterschiedliche Werkstücke aus Kunststoff. Dabei werden kleine Teile wie zum Beispiel Pins, die für die spätere exakte Positionierung der Scheibe im Fahrzeug verantwortlich sind, oder Klammern, an denen später Zierleisten befestigt werden, aus Schüttgut über spezielle Zuführsysteme zugeführt und bereitgestellt. Ein Hilfs-Roboter nimmt mit einem speziellen Multifunktionsgreifwerkzeug die Einzelteile auf und setzt sie entsprechend der späteren Position im Spritzgießwerkzeug auf eine Übergabestation ab.

Größere und komplexere Einlegeteile werden in speziellen Magazinen bereits positioniert bereitgestellt und dort von einem zweiten Hilfsroboter mit entsprechendem Spezialgreifer abgeholt und ebenfalls positioniert entsprechend der späteren Position im Werkzeug auf der Übergabestation abgelegt.

Aus dieser Übergabestation holt der Einlegeroboter mit einem komplexen Multigreifwerkzeug mit mehreren Funktionsseiten alle Einlegeteile im Muster, wie sie ins Werkzeug eingelegt werden, ab. Danach übernimmt er die geprimerten Scheiben vom Auslauf des Ofens und richtet sie nochmals an den Bezugspunkten aus. Nach Öffnung des Werkzeuges entnimmt er die fertig montierten und umspritzten Scheiben und legt danach alle Einzelteile für den nächsten Spritzgußzyklus exakt auf Position im Werkzeug ein.

Auch in der Montage- und Einlegezelle sind alle werkstückberührenden Teile wechselbar ausgeführt und alle werkstückspezifischen Wechselteile codiert und werden nach dem Umrüsten, vor dem Start des Automatikprogramms, abgefragt um Rüstfehler zu vermeiden. Für die großen Greifer sind spezielle Greiferwagen realisiert, die in der Zelle angedockt werden und aus denen der Roboter die Wechselgreifer mittels eines automatischen Greiferwechselsystems selbstständig wechselt.

Eine übergeordnete Steuerung mit Bedientableau dient der Bedienung der Anlage und ist mit einem Fernwartungsmodul zur Statusabfrage bzw. Problemanalyse ausgerüstet.

Die Kommunikation mit der Spritzgießmaschine erfolgt über eine Euromap-Schnittstelle.

Die Anlage arbeitet vollautomatisch, Bediener müssen lediglich regelmäßig Scheiben, Primer sowie die Einlegeteile nachfüllen sowie die fertigen Scheibenpaare entnehmen.